[发明专利]采用木质纤维素生产纤维寡糖的方法

说明书

针对现有技术中在工业化生产纤维寡糖方面所存在的效率低、得率低、成本高等问题，本发明提供了采用基于纤维小体的新型酶制剂的纤维寡糖制备方法。所述制备方法包括原料预处理、酶制剂制备、酶解和后处理等步骤。与现有的利用木质纤维素生产纤维寡糖的技术相比，本发明所述的方法降低了由于酶的高价格所带来的生产成本；同时具有原料来源广泛且廉价的优势，从而为产业化的推进提供了技术支持。此外，本发明所述的方法，还解决了采用纤维小体及其生产菌株制备纤维寡糖所存在的(1)纤维小体的活力受到纤维二糖的严重反馈抑制以及(2)酶解后的寡糖提纯的技术问题。更重要的是，与现有技术相比，本发明所述的方法具有更高的纤维寡糖得率和转化率。

技术领域

本发明涉及微生物发酵工程领域，具体涉及一种利用木质纤维素原料制备纤维寡糖的方 法。

背景技术

低聚糖(oligosaccharide)又称寡糖。为两个或两个以上(一般指2-10个)单糖单位以糖 苷键相连形成的糖分子。纤维寡糖(cellulooligosaccharide)是一种同源性的功能性低聚糖， 由10个以下葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的寡糖，是纤维素降解过程中的产物。由 于人体胃肠道内没有可以降解β-1,4糖苷键的消化酶，纤维寡糖不被消化吸收而直接进入大肠 内为双歧杆菌所利用，因此纤维寡糖可作为功能性食品或食品添加剂，用于肠道调节。纤维 寡糖还带有一定的甜味，可以作为食品的调味料，其适合用作糖尿病患者的甜味剂(如纤维 二糖)。另外，纤维寡糖还可以应用于制药工业和化妆品工业，因此具有广阔的应用前景和市 场需求量。

目前制备纤维寡糖主要包括天然原料中提取、化学法和生物法。化学法主要为酸水解法， 由于酸水解无专一性,产品中的糖类较复杂，不易得到特定聚合度的纤维低聚糖。而且化学合 成法反应复杂、步骤繁琐，不适于工业化规模生产。生物酶法反应通常是在温和的条件下进 行的，不需要某些复杂的步骤，且有可能得到高选择性糖类。现有的基于木质纤维素原料的 纤维寡糖生物酶法制备技术主要采用来源于真菌的游离复合酶制剂对木质纤维素底物中的纤 维素成分进行水解而获得纤维寡糖，如：

专利CN201511005042公开了一种纤维寡糖的生产工艺，将含纤维素的生物质，放入选择 性植物糖苷键高能爆碎机中爆碎然后加水提取得到提取液，向提取液中加入定向纤维素内切 酶酶解得到酶解液，酶解液依次经过脱色、超滤、离子交换脱盐和纳滤得到精制液，对精制 液进行浓缩或干燥得到纤维寡糖糖浆或纤维寡糖固体粉。酶解采用的是木霉等真菌来源的游 离纤维素酶酶制剂。

专利CN201610498363公开了一种纤维寡糖的制造方法，将纤维原料经过持续性的蒸汽 爆破和降解处理，获得纤维寡糖产物，所采用降解处理主要为酶解，酶解采用的是木霉等真 菌来源的游离纤维素酶酶制剂。

专利CN201610057567公开了一种纤维素定向二段水解制备纤维寡糖的方法，通过低β-葡 萄糖苷酶的纤维素酶水解低聚木糖生产废渣，得到含有纤维寡糖的液相，通过固液分离方法 并提纯得到纤维寡糖。酶解采用的是木霉等真菌来源的游离纤维素酶酶制剂，通过尽可能的 降低β-葡萄糖苷酶的活力减少纤维寡糖到葡萄糖的转化，提高寡糖得率。

专利CN200580025354公开了一种生产纤维寡糖的方法，采用纤维素酶水解水不溶性天 然纤维素类物质的方法，获得纤维寡糖，采用的纤维素酶中β-葡萄糖苷酶活力与结晶性纤维 素分解活性尽可能降低，提高纤维寡糖的得率。